基于VERICUT软件的五轴仿真机床开发的技术研究.pdf

2 0 1 4年 l O月 第 4 3卷 第 1 0期 机械设计与制造工程 M a c h i n e D e s i g n a n d M a n u f a c t u ri n g E n n e e fi n g 0C t ． 2 01 4 Vo 1 ． 4 3 No ．1 0 D O I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 2 0 9 5 5 0 9 X． 2 0 1 4 ． 1 0 ． 0 1 4 基于 V E R I C U T软件的五轴仿真机床开发 的技术研究 鲁柱 苏州技师学院 机 电工程系 ， 江苏 苏州2 1 5 0 0 9 摘要 由于 D MU 5 0 e V o l u t i o n双转 台五轴属于非正交结构 ， 加工程序的后置处理 困难 ， 为了避免五 轴机床碰撞事故 ， 在对机床各部件进行测量的基础上 ， 首先利用 U G软件对各部件建模 ； 然后将机 床三维模型导入 V E R I C U T中 配置机床运动关系， 并构建仿真机床 ； 最后对叶轮产品进行 了模拟 仿真加 工 ， 验 证 了 U G后 置 处理 的正确 性 。 关键词 建模 ； V E R I C U T； 后置处理 ； 仿真 中图分类号 T H1 2 2； T G 6 5 文献标识码 A 文章编号 2 0 9 5 5 0 9 X 2 0 1 4 1 0 0 0 6 2 0 3 D MU 5 0 e V o l u t i o n五轴加工机床因其具有高精 度 、 高性价比而被广泛使用。由于集成的数控旋转 圆形工作 台带有数字驱动， 使得最复杂的工件在机 器上仅需两次装夹就可 以完成整个加工。工作台 配 备 了 液 压 锁 紧 装 置，允 许 旋 转 范 围 达 到 1 1 5 。一 5 。 一1 1 0 。 ， 可以进行 高达 2 0。 的负角度 加工 。从结构上看 ， 该机床属于双转台结构 ， 机床 主轴可实现 X， Y ， Z方向的运动， 双转 台实现 轴 和 C轴的转动 ， 该机床工作台上的 轴方向不与机 床 l ， 轴重合 ， 且机床不处于 Y Z平面内， 属于非正交 五轴联动机床 ， 使得加工 程序的后置处理相对 困 难 。考虑到五轴数控机床 的使用 成本较高 ， 选择 V E R I C U T数控加工仿真软件 ， 模拟 实际加工 中机 床 的结构类型、 尺寸、 控制系统等进行切削 ， 就成为 降低支出的一种有效手段。 1 U G软件构建五轴机床模型 图 1所示为 D MU 5 0 e V o l u t i o n双转 台五轴机 床 ， 机床工作台结构如图 2所示 。该机床工作参数 为 3个平动轴 ， l ， ， z， 2个旋转轴 B， C； 轴行程 范围为 一4 5 00 mm；Y轴行 程 范 围为 一5 8 0～ 0 mm； Z轴行程范围为 一 4 6 0 0 m m； B轴行程范围 为 一5 。 一1 1 0 。 ； C轴行程范围为 0 。 ～3 6 0 。 。采用 三维 U G软件 ， 根据机床工作参数构建机床三维模 型 ， 同时按机床实际尺寸， 逐个对机床部件进行建 模， 最后在 U G中进行机床虚拟装配， 具体步骤如 下 步骤1 ， 在U G中根据实际机床各部分部件 的 图 1 D MU 5 0 e V o l u t i o n五轴加 工机床 图2 机床 工作 台结构 尺寸 ， 应用拉伸、 旋转、 扫描 、 基准轴 、 基准平面特征 等命令分别进行 轴模型、 1 ， 轴模型 、 z轴模 型、 曰 轴模型、 c轴模型 、 机床外壳模型部件建模 ， 同时要 注意各部件装配时的坐标系位置关系。 步骤 2 ， 虚拟装配机床各部 件三维模 型， 装配 时利用接触对齐、 平行 、 中心约束关系， 装配完成后 的模型如图3所示。 收稿 日期 2 0 1 4 0 9 2 2 作者简介 鲁柱 1 9 7 9 一 ， 男， 安徽明光人， 苏州技师学院讲师， 主要从事 C A D ／ C A M技术应用、 模具加工等方面的技术研究工作。 6 2 2 0 1 4年第 4 3卷 机械设计与制造工程 将实际加工效果和仿真模拟效果相对比可以看到， 叶轮的实际形状 、 尺寸 与仿真加工 叶轮形状 、 尺寸 一 致 ， 加工精度达到工艺规范要求。 4 结束 语 对 D M U 5 0 e V o l u t i o n五轴仿真机 床进行 的仿 真模拟 ， 没有出现干涉情况 ， 说 明五轴仿真机床可 以与企业和学校实际使用 的五轴数控机床保持一 致 ， 不仅能为企业生产和学校教学用五轴数控机床 提供安全保障 ， 同时还可 以缩短首件试切时间， 大 幅度提高加工效率和节约加工成本 。文 中研究的 方法可被借鉴到其他 B轴、 c轴与 轴 、 y轴 、 z轴 不重合的五轴数控仿真机床的搭建和研究 中， 对提 高我 国五轴数控加工水平具有重要的现实意义。 参考文献 [ 1 ] 杨胜群． V E R I C U T数控加工仿真技术[ M] ． 北京 清华大学 出版社 ， 2 0 1 0 ． [ 2 ] 姜厚文 ， 杨浩 ．U G N X 6固定轴 与 多轴 铣 培训教 程 [ M] ． 北 京 清华大学出版社 ， 2 0 1 0 ． St u dy o n d e v e l o pme n t t e c h no l o g y o f fiv e a x i s s i mu l a t i o n ma c h i n e b a s e d o n VERI CUT L U Zh u S u z h o u T e c h n i c i a n I n s t i t u t e ， J i a n g s u S u z h o u ， 2 1 5 0 0 9 ，C h i n a Ab s t r a c t T h e Dmu 5 0 e V o l u t i o n fi v ea x i s d o u b l et u r n t a b l e i s t h e n o no r t h o g o n a l s t r u c t u r e， t h e r e a r p r o c e s s i n g p r o g r a m b e c o me s d i ff i c u l t ．B a s e d o n t h e me a s u r e me n t o f a l l t h e ma c h i n e p a r t s ，i t u s e s UG s o f t w a r e t o mo d e l v a r i o us c o mp o n e n t s，i mp o r t s t he 3 D mo d e l i n t o VERI CUT，c o n fig u r e s t h e mo v e me n t r e l a t i o n o f ma c h i n e t o o l ， a nd b ui l d s t h e s i mu l a t i o n ma c h i n e t o o 1 ．On t h e b a s i s o f t h e a b o v e，i t s i mu l a t e s t h e p r o c e s s i n g o f i mp e l l e r p r o d u c t s，o pt i mi z e s t h e p r o g r a m a n d d e mo ns t r a t e s t h e v a l i d i t y o f t h e UG r e a r p r o c e s s i n g．Th i s g u a r a n t e e s t he e nt e r 。 p r i s e p r o d u c t i o n ． Ke y wo r d s mo d e l i n g；VE RI C UT；p o s t p r o c e s s i n g ；s i mu l a t i o n 6 4